汝箕沟矿3229综放工作面回风顺槽支护研究的探讨

综放大断面全煤巷采用"锚网梁"支护,很大程度上确保了施工安全和质量;但回风顺槽受超前应力影响,变形严重,必须进一步解决巷道矿压显现严重,支护困难、掘进速度慢,顶板破碎离层、上帮肩角片帮、下帮侧压变形、底板靠近上帮侧鼓起等巷道断面剧烈收缩的问题,寻求更加合理、科学的支护手段.而采用钻孔卸压、顶板及巷帮加固、起底卸压、三维锚索支护等新工艺技术,稳定和巩固了锚网梁支护,是完善综放大断面全煤巷"锚网梁"支护最有效的手段.     

海底金矿破碎岩体巷道治理技术的研究

为解决三山岛金矿西南翼巷道变形大、顶板淋水、隐伏空区等工程问题，采用理论分析、现场试验和数值模拟等手段，基于地质雷达对裂隙空区进行扫描，对海底巷道周边存在空区条件下的巷道支护进行分析，提出喷锚穿一体化支护技术。研究结果表明：结合化学元素分析、地质雷达扫描、钻孔技术可以准确探明裂隙空区具体位置；喷锚穿一体化支护技术使得巷道顶板实际下沉量相比原模拟支护方案减小15.41 mm，两帮变形量减小15.36 mm，巷道围岩稳定性明显得到改善；此外，为保证现场施工达到预期效果，对现场施工技术提出具体技术要求，并进行现场周边位移的实地监测，实现了对巷道变形的有效控制。研究结果可为矿山其他类似区域提供参考。     

深井破碎围岩巷道协同支护技术研究与应用

为解决煤炭资源进入深部开采时破碎围岩巷道支护所面临的变形大、易失稳、难支护等问题，提出“架棚+锚杆(索)+注浆”协同支护方案，运用钻孔窥视确定巷道围岩结构稳定性、裂隙发育特征，FLAC3D数值模拟对比分析常规锚网喷支护、锚注支护及棚锚注协同支护塑性区分布，结果表明：棚锚注协同支护技术较另两种方案表现出更好的支护效果，塑性区分布范围明显减少，应力集中现象得以缓解，支护巷道模拟变形量与工程监测较为接近。工程试验表明：采用常规锚网喷支护、锚注支护巷道仍存在较大变形，不能保持长期稳定，棚锚注协同支护巷道变形明显降低，应用期间顶板下沉量较常规锚网喷支护降低了68%，两帮位移降低了52%，满足巷道支护稳定要求。棚锚注协同支护技术对深部破碎围岩巷道变形控制效果显著，尤其在掘进影响期控制围岩作用表现突出。     

高地压巷道动力显现区域围岩稳定性的钻孔窥视分析及对策

针对高地压作用下小庄煤矿40204运输巷在工作面超前区域的动力显现问题,采用钻孔电视成像仪对该区域内8个巷道断面进行了钻孔窥视探测,研究裂隙在顶板、煤柱帮和实体煤帮内的发育程度及分布规律,进而分析该区域巷道围岩的稳定性。根据研究结果,采取加强支护及煤体卸压措施,降低围岩局部应力集中,保持支护结构完整。研究表明,工作面超前60m范围内围岩裂隙较为发育,支护损伤较大,稳定性较低。在工作面超前区域内,区段煤柱帮的裂隙比实体煤帮更为发育,稳定性相对较低;工作面超前区域顶板离层较为严重,需要加强顶板支护强度,以保障巷道顶板的稳定性。依据钻孔窥视结果,采用锚索配合槽钢补强支护及煤体爆破卸压措施;经过钻屑法检验,上述措施有效降低了巷道冲击危险性。     

冲击地压矿井断层构造区巷道掘进施工技术研究

为了降低巷道掘进期间动力灾害的发生,以401102工作面回风巷过断层构造区为背景,研究了支护参数和卸压参数。巷道掘进前采用预注浆加固破碎围岩,综掘机割煤后采用锚网索进行一次支护,最后采用29U型棚进行二次支护方式;巷道掘进期间在帮部、底板施工大孔径卸压孔,每80 m施工一次迎头卸压孔,孔距离剩15 m时重新施工卸压钻孔。通过围岩位移观测和SOS微震监测表明,采用预注浆加固、锚网索+29U型棚的支护方式和在巷道帮部、底板、迎头施工大孔径卸压钻孔可确保巷道顺利通过断层构造区。     

深井大断面软岩巷道围岩破坏机理与支护研究

根据滕东煤矿深部开采的地质条件,针对深部大断面巷道围岩变形破坏特征,通过现场观测和理论分析,深入研究了软岩巷道变形破坏机理;高地应力、低强度岩体、复杂的地质构造、支护体力学特性与围岩力学特性不耦合,支护时机不合理,是造成巷道持续性大变形与失稳的主要原因。为此,提出了深部软岩巷道支护原则和超前卸压与支护+锚网喷+高强鸟巢锚索+注浆加固联合支护方案。现场巷道位移监测结果表明,该方案可有效控制深部大断面巷道大变形。     

深部煤层综采工作面切顶卸压沿空成巷技术

针对城郊煤矿深部煤层开采所带来的矿压显现剧烈、回采巷道围岩控制困难、采掘接续紧张等问题,研究了切顶卸压沿空成巷技术。结果表明,超前预裂沿空巷道顶板切断了顶板间的应力传递,顶板沿预裂面切落形成巷帮,破碎的岩石对顶板岩层起到支撑作用,改善了巷道围岩体应力分布。现场应用表明,顶板周期来压强度显著降低,避免了留设煤柱造成的资源损失和频繁修整巷道增加的支护成本,首次成功实现了深部煤层综采工作面切顶卸压沿空成巷。     

急倾斜松软煤层巷道不等强耦合动态支护

为解决急倾斜煤层巷道施工顶煤极易垮冒进而导致顶板失稳变形的问题,系统地研究了急倾斜煤层巷道围岩稳定性控制等问题,提出了随煤层厚度变化动态调整巷道断面尺寸、异形断面不等强锚网索喷耦合支护、关键部位补强加固组成的不等强耦合动态支护技术方案,并通过数值模拟和井下工程实践对支护效果进行了验证。研究表明:通过随急倾斜煤层厚度变化及时以巷帮煤岩切点调整巷道断面尺寸可避免顶煤和底板出现卸压三角区,全断面锚网喷支护配合顶板高预应力锚索、高帮锚梁参配钢筋梯、顶煤大托板护壁共同形成悬吊组合拱结构实现控顶卸压,巷顶揭露的煤壁垂直于顶板设计能够有效控制顶板抽冒,实现对急倾斜松软煤层巷道围岩变形的有效控制。     

复杂条件下回采巷道围岩控制综合技术

为了实现复杂条件下回采巷道围岩稳定控制,提出了层位优化技术、钻孔卸压技术、锚网索支护技术。通过FLAC3D数值模拟研究了2种不同层位巷道开挖的支护效果,进行了巷帮卸压方案设计、锚网索支护方案设计。结果表明:层位优化后,锚网索支护巷道帮部变形显著减小,巷道围岩应力大幅降低;实施钻孔卸压技术降低了围岩侧向支承压力的应力集中;锚网索支护技术保证了巷道的稳定性。与采用传统支护相比,某矿713回风巷支护工程实践表明:在复杂条件下巷道围岩控制采用层位优化技术、钻孔卸压技术、锚网索支护技术等综合技术才能得到有效控制。     

深部开采高地应力区钻孔卸压数值模拟及应用

为防治三山岛金矿深部开采高应力作用下诱发的岩爆灾害,设计卸压钻孔方案减小水平地应力对围岩的影响。运用FLAC3D建立深部高应力巷道钻孔卸压的数值模型,分析了巷道钻孔卸压过程中采场周围岩体的应力和弹性应变能的变化。结果显示:钻孔卸压后,巷道水平和垂直方向最大应力有效转移,使巷道顶板和两帮应力均有显著下降,巷道围岩整体变形量减小,对缓解岩爆等地压灾害具有明显效果。现场布设的围岩应力监测系统显示,随着卸压钻孔的推进,围岩应力明显减小,证实钻孔卸压方案达到了卸压效果,提高了围岩稳定性。     

塔然高勒矿区深部开采冲击地压防控实践研究

近年来,随着我国煤炭开采战略西移,冲击地压现已成为鄂尔多斯地区影响最为严重的煤矿灾害。以鄂尔多斯煤田塔然高勒矿区红庆梁煤矿为背景,针对塔然高勒矿区深部开采条件下的冲击地压防控进行了系统研究。研究表明:塔然高勒矿区深部开采处于"弱胶结覆岩+高强度煤体"的地质条件下,深部开采冲击地压是由于高强度开采导致坚硬的煤体内积聚大量弹性能而产生的,提出了降低煤体强度、控制推采速度、优化区段煤柱尺寸、加强支护相结合的冲击地压防控策略,红庆梁煤矿综合采用钻孔卸压、控制推采速度和加强回采巷道支护等措施,现场微震监测数据证实了冲击地压防控的有效性,实现了矿井的安全高效开采。     

深部动压巷道围岩控制技术研究

为了确保深部矿井巷道围岩的稳定性,根据理论和经验分析,煤矿巷道稳定性影响因素主要为巷道围岩性质、开采深度、采动影响剧烈程度、巷道与上部煤层间的垂距、巷道支护不合理等因素。采用采场远距离卸压保护技术、预应力锚索束技术和钻孔卸压联合主动支护技术,预防了浅部围岩变形和工字钢在锚索端部出现的弯曲变形,遏制了巷道底部浅部围岩的变形,确保了巷道的稳定性。     

切顶卸压沿空留巷施工方案优化研究

以2901运输巷为例,对切顶卸压沿空留巷施工方案进行优化,基于2901运输巷工程概况,优化了切顶卸压沿空留巷支护技术,主要为顶板补强及切顶卸压锚索加固技术、巷道临时支护设计及巷旁挡矸支护设计,设计了顶板预裂切缝方案,主要为预裂切缝孔深、双向聚能爆破预裂技术及爆破预裂切缝施工工艺等,并进行了现场巷道围岩监测。研究结果表明,优化后的切顶卸压沿空留巷施工方案可有效指导矿井安全生产。     

基于“协同开采”理念的深部磷矿岩爆防控研究

随着浅层磷资源的逐步枯竭，磷矿山企业逐步转向深部开采，然而深部磷矿开采中的岩爆灾害突出，对井下人员和设备造成了严重的安全隐患。以某磷矿深部开采中呈现的岩爆现象为例，结合工程开挖环 境与开挖工况，引入“协同开采”理念，从应力转移、应力防控和岩性改善的角度对深部磷矿岩爆防控进行了研究。结果表明，①井下岩爆主要表现为开拓巷道掌子面附近的即时型岩爆和巷道交叉处及采区矿柱中上 部的滞后型岩爆；②对采场切割巷道掌子面附近采取“品”字形错位布置和泄压挂网的主动防护方式，可有效降低岩爆产生烈度和岩爆发生次数，并对岩爆瞬间飞溅碎屑进行阻拦；③通过优化矿区尺寸，采用间隔错 位开采方式优化回采工艺，并进行采区充填，可有效降低开挖引起的采区应力集中程度，从而在控制工程成本的同时降低作业现场安全隐患程度。基于“协同开采”理念的深部磷矿岩爆防控思路的提出，对于确保磷 矿深部安全高效开采具有一定的借鉴意义。     

煤矿动压巷道围岩稳定性协同卸压控制技术研究

煤矿动压巷道围岩的稳定性对矿井安全生产至关重要。为有效控制采动压力影响下的巷道失稳变形,以德通煤矿2201工作面动压巷道为工程背景,对动压巷道破坏现象及围岩应力演化规律等进行分析,结果表明:开采动压周期性叠加使巷道围岩垂直应力集中并呈双峰拱形非对称分布,巷道变形呈抛物线形,应力集中和位移最大区域巷道易失稳。因此,提出以双向聚能预裂爆破切顶卸压和恒阻大变形锚索让压支护为基础的动压巷道协同卸压围岩稳定性控制技术。对动压巷道实施双向聚能预裂爆破切顶卸压后,可有效切断动压传递路径,巷道峰值应力差降低19.6 %;再实施恒阻大变形锚索让压支护继续卸压,巷道断面收缩率由60 % 降至13 %,开采动压对巷道稳定性的影响明显削弱,协同卸压围岩稳定性控制技术应用效果良好,可为类似矿山提供有益指导。     

采掘工作面冲击地压防治

为了能够更好地防治冲击地压,通过分析现有防治冲击地压的技术方法,提出了集束卸压孔防治冲击地压的方法.在巷道周围或工作面顶底板附近,打集束卸压孔,大量取出岩煤,在垂直钻孔的围岩断面上形成一个呈多孔状的弱面,在空间中形成一系列空岩管覆盖或围绕在一定距离的巷道周围或工作面顶底板中.当集中应力作用于巷道围岩时,首先破坏该弱面结构消耗能量,破坏后的该弱面会中断或减弱应力传递,并导致应力集中区向两侧深部岩体转移(采空区或较安全位置),保护巷道不产生或减少两帮挤进和底鼓.当发生地压冲击时,集中应力主要作用于两侧深部煤岩体,从而保护采掘巷道和局部工作面,确保人员设备安全与生产连续进行.     

冲击地压工作面瓦斯异常涌出原因分析及防治技术

针对冲击地压工作面瓦斯异常涌出问题,在统计分析多个冲击地压工作面瓦斯涌出异常诱发因素基础上,研究了冲击地压工作面瓦斯异常涌出原因分析及防治技术。分析结果表明:冲击地压工作面瓦斯异常涌出影响因素主要有煤岩固有冲击属性、瓦斯含量（压力）、开采深度、坚硬顶板、地质构造、开采技术条件等。冲击地压工作面异常涌出防治技术是在开采过程中实施钻孔卸压、顶板预裂爆破、煤层注水、深孔爆破、瓦斯抽采、强化支护、综合监控监测及安全防护等措施,降低冲击地压及伴生瓦斯异常涌出危险。研究结果在宽沟煤矿I010202工作面实施应用,取得了良好的效果,确保了工作面的安全回采。     

无煤柱综采工作面沿空留巷支护技术应用

为了保证8201无煤柱综采工作面安全高效回采，提高沿空留巷顶板稳定性，防止沿空巷顶板出现破碎、冒落现象，通过技术研究，合理分析了8201无煤柱综采工作面在回采期间主要存在的技术难题，并对沿空巷（5201巷）顶板提出了预裂爆破切顶卸压技术，并采取了“柔模浇筑+迈步式走向JW型锚索吊棚+桁架锚索支护”联合支护技术，通过实际应用效果来看，切顶卸压技术有效阻止工作面回采应力向沿空巷侧传递，防止了沿空巷顶板下沉、破碎现象；与传统挡矸装置相比，联合支护技术成本费用低、施工工序简单，有效起到了挡矸护顶作用，而且有效防止了工作面回采时超前集中应力对沿空巷破坏作用，超前应力区顶板下沉量控制在0.15 m以下。     

综放工作面过上覆集中煤柱应力区支护技术探析

以8102孤岛小煤柱综放工作面为研究背景,针对该工作面受上覆集中煤柱应力影响,巷道变形严重的问题,提出在采煤侧煤帮施工卸压孔、底板开卸载槽、地面水力压裂、巷道顶板补强支护以及单体柱超前支护加固技术和工艺,有效降低强矿压给回采工作面带来的安全风险,实现工作面的安全回采。     

冲击地压矿井综采面过平行空巷支护技术

为解决冲击地压矿井综采面过平行大断面空巷期间顶板不易控制的难题,采用方案对比、理论计算及工业试验相结合的方法,对空巷围岩控制问题进行研究,介绍了易于安装及截割的高强度泵送充填立柱的支护参数设计及应用情况,提出了内部补强支护为基、外部加固支护为主、爆破断顶护巷为辅的综合技术方案。现场应用效果表明:爆破断顶护巷技术能够有效减低悬顶长度,防止顶板大面积来压诱发冲击地压;“内部补强+外部加固”支护技术安全可靠、经济合理,确保了大断面空巷围岩稳定,为工作面安全顺利分段通过平行空巷奠定了基础。